Travail et nergie Rsum Definition du travail Relation

Travail et Énergie Résumé: -Definition du travail -Relation entre le travail et l’énergie -Definition et distinction entre énergie cinétique et potentielle -Différence entre conservation de l’énegie totale et conservation de l’énergie mécanique. -Distinction entre force et énergie -Identification de quelques formes d’énergie - Liste des sources d'énergie "alternatives", leurs avantages et inconvénients

Travail et Énergie • Comment peut-on définir le mot Énergie? – En physique, c’est la capacité de pouvoir effectuer un travail ou de provoquer un changement. Elle se mesure en JOULE – Il y a plusieurs formes d’énergie: Cinetique (mouvement), potentielle (électrique, gravitationnelle, élastique), thermique, chimique, nucléaire. • Comment peut-on définir le mot Travail? – En physique: c’est la quantité d’énergie qui est tranférée par l’iintermédiaire d’une force à un objet et qui provoque son déplacement. Il peut être posittif ou négatif. – Le Travail est le produit de la force parallèle par le déplacement. – L’ unité du travail est le: Newton X Mètre = Joule

Aucun travail n’est fait parce qu’ il n’y a pas de déplacement (d = 0) Un Travail est fait seulement si on tient compte de la composante horizontale Aucun Travail selon la composante verticale (d = 0) (même si une partie de votre effort pousse la tondeuse

Vous poussez une boîte sur un plancher et cette dernière se déplace à vitesse constante. Quelles sont les forces qui agissent sur la boîte? Push Normal Friction Gravity a. Force gravitationnelle b. Force de poussée DONNES de l’énergie à la boîte donc Travail Nositif c. Force de friction ENLÈVE de l ‘énergie à la boîte donc Travail Négatif d. Force “Normal” (la boîte tire sur la terre) Lesquelles de ces forces font un Travail?

Deux types d’Énergie: potentielle et cinétique • Énergie cinétique: énergie en MOUVEMENT – Tous les objets en mouvement ont de l’énergie cinétique – Ek dépend de la masse et de la vitesse • Énergie Potetielle : énergie de POSITION – Tout objet qui se trouve à proximité d’un autre objet subit une attraction (ou repulsion) possède de énergie potentielle. – Énergie potentielle gravitationelle:

Énergie Potentielle Gravitationelle • Dépend uniquement de la position initiale et de la position fiinale (différence de la hauteur - Dh) et est indépendante de la trajectoire

Travail et changement dans EK • Un travail est toujours fait par un force sur un objet et qui cause son déplacement, le travail va se transformer en énergie cinétique. – Exemple: Freiner une auto, lancer une balle, propulser une balle de cannon.

Freiner une auto • Travail fait pour arrêter une auto = force freinage x distance (W = Fd) • W = Ec après le freinage - Ec avant le freinage de l’ auto • Fin EK 2 = 0, départ EK 1= On peut écrire – Selon cette formule, si on double la vitesse, la distance de freinage est 4 fois plus grande. – Si la v est 3 x plus grande, la distance est 9 x plus grande Section 4. 2

Conservation de l’Énergie • L’ ÉNERGIE TOTALE dans un système isolé demeure constante. – ISOLÉ: Aucune action extérieure ne peut affecter le système. (aucun travail n’est fait par une force extérieure). – Energie peut changer d’une forme (cinétique) à une autre (potentielle) et vice-versa.

Exemple Une roche de 0. 10 kg tombe d’une hauteur de 10. 0 m. 1. Quelle est l’énergie cinétique et potentielle de la roche à la hauteur indiquée sur la figure. (On néglige la résistance avec l’air). • ET = EK + EP est la même peu importe la hauteur. • Au moment ou la roche tombe ET = EP (EK = 0) • Au moment ou la roche frappe le sol ET = EK (EP = 0)

Lancement d’une balle vers le haut , et qui retombe vers le bas… – Vers le haut: Énergie cinétique se transforme en énergie potentielle gravitationnelle. – Vers le bas: Énergie potentielle gravitationnelle se transforme en énergie cinétique.

Les formes d’énergie – Énergie thermique (chaleur) – liées aux énergies cinétiques et potentielles au niveau moléculaire – Énergie potentielle Gravitationelle – liées à la position d'un objet, l'énergie emmagasinée – Énergie électrique – associée au mouvement des électrons – Énergie chimique – liaisons chimiques – Énergie radiante – soleil – Énergie nucléaire – modification du noyau des atomes

Quelles sontles sources d’énergie que nous utilisons? • Énergie chimique – Fossilles Essence, (huile, gaz, charbon) • Énergie Potentielle Gravitatonnelle – Barrage hydroélectriue • Énergie cinétique – Éolienne • Énergie thermique – Géothermie • Énergie radiante – Panneaux solaires • Énergie cinétique – vagues • Énergie nucléaire – Fission nucléaire (centrales)

Devoirs • Chapter 3 – Cahier d’activités – Manuel “observatoire”

Problème 1 Un oiseau a une masse de 2 kg se déplace à une vitesse de 6 m/s. Quelle est son énergie cinétique? (R: 36 J) Si la vitesse de l’oiseau double qu’arrive-t-il avec son énergie ciinétique?

Problème 2 Si Robin des Bois applique une force de 15 N pour tirer sa flèche tout en étirant la corde de son arc de 25 cm. Quelle sera la vitesse d’une flèche de masse 0, 15 Kg lorsqu’elle quittera son arc? R: 7. 1 m/s

Problème 3 Quel travail est fait par la gravité sur un objet de 8 kg qui tombe d’une hauteur de 15 m à 5 m? Quelle est la vitesse de l’objet à 5 m? R: 784 J, 14 m/s

Problème 4 Un pot de fleur a une masse de 5 kg et est situé à 15 m au dessus du sol. A) Quelle est l’énergie potentielle du pot de fleur à cette hauteur? B) Quelle travail est fait sur le pot s’il tombe de cet endroit? A: 750 J

Problem 5 Un melon d’eau de 3 Kg se trouve sur une table à 1. 2 m du sol. a) Quelle est son énergie potentielle par rapport au sol? b) Quelle est son énergie cinétique sur la table? c) Quelle sera sa vitesse au moment de toucher le sol s’il tombe de la table? R: 35, 28 J, 0 J, 4. 85 m/s

Problème 6 Une pièce de monnaie se trouve sur le toit de l’Empire State Building à 381 m au dessus du sol. Si la pièce tombe. Avec quelle vitesse va-t-elle arriver au sol? masse 2, 35 g R: 86. 41 m/s

Problème 7 - Montagnes Russes Un manège de masse 350 Kg part du point A à une hauteur de 100 m. Quelle est sa vitesse au point B? R: 44. 27 m/s

Problème 8 – Le Pendule a) Quelle est l’énergie potentielle du pendule au point A par rapport au sol ? Utilise (cah) pour trouver la h au point A. b) Quelle est la vitesse du pendule au point le plus bas? R: 4, 6 J, 3, 25 m/s A

Problème 9 - Tarzan saute d’un arbre (de 5 meters de hauteur) , grâce à une liane de Bambou et se balance comme le montre la figure. M = 70 kg Quelle est la vitesse Maximale quil atteindra au plus le bas de sa course. R: 9, 89 m/s

Problème 10 Combien d’énergie cinétique et potentielle le skieur possède-t-il à chaque point?

Quelle est la vitesse du skieur à chaque point?

Réponses? A 0 = ½ mv 2 = ½ 51 * v 2 B 20, 000 = ½ 51 * v 2 C 35, 000 = ½ 51 * v 2 D 20, 000 = ½ 51 * v 2 E 50, 000 = ½ 51 * v 2 v=0 v = 28 m/s v = 37 m/s v = 28 m/s v = 44. 3 m/s

Problème 11 Un bloc de 2 kg est déposé dans le haut d’un plan incliné. Ce dernier descend la pente jusqu’en bas, il n’y a pas de friction. Quel est le travail effectué par la force gravitationnelle sur le bloc pour l’’amener en haut? (A)80 J (B) 58, 8 J (C) 50 J (D) 40 J (E) 30 J Quelle est la vitesse du bloc au moment de son arrivée en bas du plan inlciné? (A) 3. 2 m/s (B) 4. 3 m/s (C) 5. 8 m/s (D) 7. 67 m/s (E) 6. 6 m/s